由于加工方法不同,鋰離子電池分為卷繞鋰離子電池和疊片鋰離子電池。它們有不同的原理和相同的性能。
這兩種方法生產(chǎn)的鋰離子電池有什么區(qū)別?卷繞鋰離子電池和疊片鋰離子電池哪個(gè)更好呢?
鋰離子電池——卷繞電池,由卷繞形成的電池組成的電池,稱為卷繞電池。
鋰離子電池——疊片電池,一般采用Z字疊片加工生產(chǎn)。疊片電池的工作原理與傳統(tǒng)電動(dòng)汽車中使用的鋰離子電池一致,內(nèi)部由正極、負(fù)極、隔膜和電解液組成,利用鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生電能。
下面從以下幾個(gè)常見(jiàn)指標(biāo)來(lái)對(duì)比卷繞電池與疊片電池的優(yōu)劣。
一、電池放電平臺(tái):疊片電池高于卷繞電池。
卷繞鋰離子電池放電平臺(tái)略低,由于內(nèi)阻極高,電池內(nèi)部極化消耗了部分電壓,因此放電平臺(tái)略低;疊片鋰離子電池放電平臺(tái)高,內(nèi)阻低,極化小,因此放電平臺(tái)將高于卷繞電池,更接近材料本身的放電平臺(tái)。
對(duì)于許多放電截止電壓較高的電器來(lái)說(shuō),放電平臺(tái)較高的疊片電池?zé)o疑是**。
二、電池容量密度:疊片電池高于卷繞電池。
卷繞鋰離子電池的容量密度略低,由于極耳的厚度、電池兩側(cè)的圓形以及兩層隔膜的末端占據(jù)厚度,內(nèi)部空間沒(méi)有得到充分利用,因此體積比容量略低;疊片鋰離子電池容量密度較高,電池內(nèi)部空間充分利用,因此與卷繞工藝相比,體積比容量更高。電池容量的差異體現(xiàn)在兩種類型的電池上(如果使用不足,卷繞側(cè)的空間會(huì)被放大)和薄(卷繞極耳的厚度會(huì)被放大),但對(duì)于一般常規(guī)尺寸電池來(lái)說(shuō),差異存在,但不會(huì)特別明顯。
三、電池能量密度:
卷繞鋰離子電池的能量密度略低。由于體積比容量低、放電平臺(tái)低,能量密度不如疊片工藝電池。疊片鋰離子電池能量密度高。放電平臺(tái)和體積比容量都高于卷繞工藝電池,因此能量密度也相對(duì)較高。具體情況請(qǐng)參考放大平臺(tái)和容量密度兩點(diǎn),一般來(lái)說(shuō)疊片占主導(dǎo)地位。
四、電池適用厚度:
卷繞鋰離子電池的應(yīng)用范圍較窄。對(duì)于超薄電池,極耳的厚度占據(jù)了空間的比例,然后影響了電池的容量。對(duì)于超厚電池,不僅卷繞太長(zhǎng),難以控制,而且電池兩側(cè)的空間不能充分利用,也會(huì)降低電池容量。疊片鋰離子電池適用范圍較廣。無(wú)論是制成超薄電池還是超厚電池,疊片工藝都能勝任。
五、電池厚度控制:
卷繞鋰離子電池的厚度難以控制,由于電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻,極耳、隔膜末端和電池兩側(cè)都容易超厚;疊片鋰離子電池的厚度容易控制,電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)一致,電池各部分的厚度也相應(yīng)一致,因此其厚度易于控制。
六、電池厚度變形:
卷繞鋰離子電池容易變形,由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻,電池在充放電過(guò)程中的內(nèi)部反應(yīng)程度和速度不均勻。因此,對(duì)于較厚的卷繞電池,充放電后或循環(huán)后可能會(huì)發(fā)生變形;疊片鋰離子電池不易變形,內(nèi)部結(jié)構(gòu)統(tǒng)一,反應(yīng)速率相對(duì)一致,即使電池較厚,也不易變形。
七、電池形狀:
卷繞鋰離子電池形狀單一,只能制成矩形電池。疊片鋰離子電池的尺寸是靈活的。每個(gè)電極的大小可以根據(jù)電池的大小來(lái)設(shè)計(jì),這樣電池就可以做成任何形狀,,但是就目前的市場(chǎng)異形電池的需求并不是很大。
八、電池適用領(lǐng)域:
卷繞鋰離子電池僅用作常規(guī)電池。疊片鋰離子電池用作高倍率電池、異形電池和動(dòng)力鋰電池。由于疊片工藝性能較好,外觀造型選擇較多樣,因此適用范圍也應(yīng)廣于卷繞電池。
九、電池涂布:
卷繞鋰離子電池的涂布要求很高,對(duì)于每個(gè)極片,每個(gè)部分的涂膜密度不能有明顯的差異,需要嚴(yán)格控制膜密度;疊片鋰離子電池的涂布要求較低,由于正負(fù)極分為許多小塊,因此可以在疊片前對(duì)小塊進(jìn)行分類,以消除涂布膜密度差的影響。
十、分切:
卷繞鋰離子電池切割方便,合格率高,每個(gè)電池只需要一次切割正負(fù)極,難度小,不良品發(fā)生的概率低;疊片鋰離子電池切割繁瑣,合格率低。每個(gè)電池有幾十個(gè)小塊,每個(gè)小塊有四個(gè)部分。切片過(guò)程容易出現(xiàn)不良的沖孔切割。因此,對(duì)于單個(gè)電池,極片截面和毛刺的概率大大提高。
十一、電池點(diǎn)焊:
卷繞電池點(diǎn)焊容易,每個(gè)電池只點(diǎn)焊兩個(gè)地方,容易控制;疊片鋰離子電池易虛焊,所有極片都要點(diǎn)焊到一個(gè)焊點(diǎn),操作困難,易虛焊。順便提到,鋰電池X射線檢測(cè)設(shè)備,可以有效對(duì)鋰電池進(jìn)行在線檢測(cè),虛焊、對(duì)齊度等內(nèi)部缺陷可經(jīng)過(guò)X光機(jī)有效判別。
總結(jié)來(lái)說(shuō),卷繞鋰離子電池更適合快速批量生產(chǎn),因此占有率較高。疊片鋰離子電池具有較高的放電性能和形狀可塑性,在一些特殊領(lǐng)域是不可替代的。只有將所有兩種工藝的鋰離子電池組合在一起,才能更好地滿足更多用戶的需求,我們不必?fù)?dān)心哪種工藝更好,只有更合適的才是最穩(wěn)定和**的。
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